10000td的城市污水处理厂设计.doc

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1、专 业：环境工程指导老师：刘军坛组 员：090909127 王璇 090909128 王艺谋 090909129 温成远 090909132 杨永震 090909133 杨中鼎 090909141 周克恒 090909204 程涛 090909207 衡亚蕾 2011.5.12第一章 设计任务及资料1.1设计题目10000t/d的城市污水处理厂设计。1.2设计目的及意义（1）温习和巩固所学知识、原理；掌握一般水处理构筑物的设计计算。（2）其次，做本设计可以使我得到很大的提高，可在不同程度上提高我们调查研究，查阅文献，收集资料和正确熟练使用工具书的能力，提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、

2、计算、绘图的能力；技术经济分析和组织工作的能力；提高总结，撰写设计说明书的能力等。1.3设计资料（1）风向：多年主导风向为东北风；气温：最冷月平均为-3.5；最热月平均为32.5；极端气温，最高为41.9，最低为-17.6，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为每年728mm； 蒸发量多年平均为每年1210mm；地下水水位，地面下56m。（2）厂区地形： 污水厂选址区域海拔标高在6466m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为 0.300.5，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。 （3）原污水水质：CODcr 350 mg/L BOD5 150

3、 mg/L SS 200 mg/L NH2-N 15 mg/L（4）出水要求（一级标准）CODcr50mg/L BOD510mg/L SS10 mg/L NH2-N5 mg/L TN15 mg/L第二章 设计方案论证2.1厂区地形 污水厂选址区域海拔标高在6466m之间，平均地面标高为64.5m。平均地面坡度为0.300.5，地势为西北高，东南低。厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。2.2污水处理工艺流程的选择1、工艺方案分析：本项目污水处理的特点为：污水以有机污染为主，BOD/COD =0.429,可生化性较好，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标；污水中主要污染物指

4、标BOD、COD、SS值为典型城市污水值。针对以上特点，以及出水要求，现有城市污水处理技术的特点，以采用生化处理最为经济。由于将来可能要求出水回用，处理工艺尚应硝化，考虑到NH3-N出水浓度排放要求较低，不必完全脱氮。根据国内外已运行的中、小型污水处理厂的调查，要达到确定的治理目标，可采用“A2/O活性污泥法”。2、工艺流程 污水拟采用传统活性污泥法工艺处理，具体流程如下：粗格栅提升泵细格栅沉砂池初沉池曝气池二沉池接触池厌氧池缺氧池2.3设计污水水量 平均流量：Qa=10000t/d10000m3/d=617 m3/h=0.12 m3/s总变化系数：Kz =1.69 设计流量： Qmax= K

5、zQa=1.6910000 =16900 m3/d =704 m3/h =0.20 m3/s 2.4污水处理程度计算污水流量确定： 根据设计任务书，该厂的处理规模依据近期流量计划一期规模为：10000/d，同时考虑远期污水流量，预留空地作为二期工程。1.进出水水质项目BOD5（mg/L）COD（mg/L）SS（mg/L）T+-N（mg/L）进水15035020015出水105010152.处理程度计算NH4-N污水中的浓度与排放标准的浓度相差较少，考虑到氮元素对水体富营养化的影响以及水体远期可能存在的污染，故尽可能地降低排放水中的氮含量，降低标准至5 mg/L。各水质参数的去除率如下：项目BO

6、D5CODSST-N去除率86.7%85.7%95%66.67%第三章 污水的一级处理构筑物设计计算3.1格栅格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道上、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物。一般情况下，分粗细两道格栅。格栅型号：链条式机械格栅设计参数：栅条宽度s10.0mm 栅条间隙宽度b=10.0mm 栅前水深h0.4m 过栅流速u=0.8m/s =60格栅建筑宽度 取B1.11m进水渠道渐宽部分的长度(l1)：设进水渠宽b10.65m 其渐宽部分展开角度20栅槽与出水渠道连接处的渐窄部份长度(l2)：通过格栅的水头损失(h2)：格栅条断面为圆形断

7、面, k=3, 则：栅后槽总高度(h总)： 设栅前渠道超高h1=0.3m栅槽总长度(L):每日栅渣量W：设每日栅渣量为W1=0.1m3/1000m3，取KZ1.69 采用机械清渣。3.2提升泵站1.水泵选择设计水量10200m3/h，选择用4台潜污泵(3用1备) 所需扬程为6.0m 选择80WD型潜污泵扬程/m流量/(m3/h)转速/(r/min)轴功率/kw叶轮直径/mm效率/%6.13342536075.2680762.集水池、容积按一台泵最大流量时6min的出流量设计，则集水池的有效容积、面积取有效水深 H=3m，则面积F=Q1/H=324.5/3=108.1673.3沉砂池沉砂池的作用

8、是从污水中去除砂子、煤渣等比重较大的颗粒，保证后续处理构筑物的正常运行。选型：平流式沉砂池设计参数：设计流量 设计水力停留时间 水平流速 1.长度： 2.水流断面面积： 3.池总宽度：设2格 每一格宽 B，=5.04/4=1.26有效水深 4.沉砂斗容积： T2d，X30m3/106m3 5.每个沉砂斗的容 (V0)设每一分格有2格沉砂斗，则 6.沉砂斗各部分尺寸：设贮砂斗底宽b10.5m；斗壁与水平面的倾角60，贮砂斗高h，30.3m7、贮砂斗容积：(V1) 8、沉砂室高度：(h3)设采用重力排砂，池底坡度i6，坡向砂斗，9、池总高度：(H)第四章 污水的二级处理设计计算4.1初沉池初沉池的

9、作用室对污水仲密度大的固体悬浮物进行沉淀分离。选型：平流式沉淀池 进口处设置进水挡板，取0.5m，出口处设出水挡板，取0.3m.设计参数：1. 池子总面积A，表明负荷取2.沉淀部分有效水深h2 取t1.5h3.沉淀部分有效容积V4.池长L5.池子总宽度B6.池子个数，宽度取b4.5m7.校核长宽比 (符合要求)8.污泥部分所需总容积V取污泥量25g/人、d，污泥含水率95%，城市人口=10万，两次清除污泥时间间隔T=2dS=2500/5000=0.5g/人、dV=1009.每格池污泥所需容积V10、污泥斗容积V1，（=60）11. 污泥斗以上梯形部分污泥容积V212.污泥斗和梯形部分容积13.

10、沉淀池总高度H 4.2生化池计算设计参数(1)设计最大流量Q=10000m3/d(2)设计进水水质COD=250mg/L； BOD5(S0)=100mg/L； SS=160mg/L；NH3-N=35mg/L(3)设计出水水质COD=50mg/L； BOD5(Se)=10mg/L； SS=10mg/L；NH3-N=15mg/L； (4)设计计算，传统活性污泥法，水力停留时间t=1.8h (5)BOD5污泥负荷=0.2kgBOD5/(kgMLSSd)(6)泥回流比R=100% (7)回流污泥浓度Xr=8000mg/L(8)型式：传统活性污泥法采用推流式鼓风曝气。X=9内回流比=(9)反应池容积A.

11、 厌氧池设计计算，取平均停留时间1.8hB.各段水停留时间和容积比 厌氧池：缺氧池：好氧池=1:1:3(10)校核氮磷负荷好氧段总氮负荷= 符合要求厌氧段总氮负荷= 符合要求(11)剩余污泥量取污泥增值系数g=0.6，污泥自身氧化率=0.05，污泥龄=15d则计算排除的以挥发性悬浮性固体计的污泥量计算排除的以ss计(12)反应池尺寸反应池总体积V=12685=6340设反应池2组，单组池容积有效水深h=4.0m单组有效面积采用5廊道式推流式反应池，廊道宽B=7.0m单组反应池长度校核： 取超高为1.0m，则反应池总高H=4.0+1.0=5.0m4.3反应池进出水系统计算1） 进水管 单组反应池

12、进水管段计算流量 管道流速v=0.8m/s 管道过水断面面积A= 管径 取进水管管径DN400mm2）回流污泥管 单组反应池回流污泥设计流量 去回流污泥管管径DN400mm3） 进水井反应池进水孔尺寸： 进水孔过流量孔口流速 v=0.6m/s 孔口进水断面面积A= 孔口尺寸取为1.14m0.5m 进水井平面尺寸取为2.40m2.40m出水堰及出水井 按矩形堰流量公式计算：式中 b堰宽，取7.5m H堰上水头，m m 出水孔过流量 孔口流速v=0.6m/s 孔口过水断面面积A=Q/v=0.332/0.6=0.553 孔口尺寸取为1.01.0m 出水井平面尺寸取为2.4m2.4m出水管反应池出水管

13、设计流量 管道流速v=0.8m/s 过水断面A=/v=0.415 管径d= 取出水管径DN100mm4.4曝气系统设计计算1） 设计需氧量AOR 碳化需氧量 硝化需氧量 反硝化需氧量 总需氧量2） 标准需氧量 采用鼓风曝气，微孔曝气器。取气压调整系数，曝气池内平均溶解氧 水中溶解氧 空气扩散气出口处绝对压 Pb=1.013 空气离开好氧反应池对氧的百分比 好氧反应池中平均溶解氧饱和度 标准需氧量好氧反应池平均时供气量 好氧反应池最大时供气量 3） 所需空气压力P 去供气管道沿程与局部阻力之和 曝气器淹没水头，曝气器阻力，富余水头4）曝气器较量计算（以单相反应池计算） 按提供氧能力计算所需曝气器

14、数量 曝气器个数 服务面积校核： 5） 供气管道计算 供气干管采用环状布置 流速v=10m/s 管径 取干管管径DN 50mm 单侧供气支管 流速v=10m/s 管径 取支管管径DN 150mm 双侧供气 流速v=10m/s 取支管管径DN 200mm4.5厌氧设备选择（以单相反应池计算）厌氧池设导流墙，将池分3格，每格内设潜水搅拌机1台，按5比容计。厌氧池有效容积全混合池污水所需功率：51120=5600w则每台潜水搅拌机功率：5600/3=1866w查手册选取：600QJB2.2J 4.6缺氧池设备选择（以单组反应池计算）缺氧池设有导流墙，将池分3格，每格内设潜水搅拌机1台，按5比容计。缺

15、氧池有效容积全混合池污水所需功率：51120=5600w则每台潜水搅拌机功率：5600/3=1866w查手册选取：600QJB2.2J 4.7污泥回流设备污泥回流比R取大值 污泥回流量设回流污泥泵房1座，内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量水泵扬程根据竖向流程确定。4.8混合液回流设备 混合液回流泵混合液回流比混合液回流量设混合液回流泵房2座，每座泵房内设3台潜污泵(2用1备)单泵流量 混合液回流管。回流混合液自出水井重力流至混合液回流泵房经潜污泵提升后送至缺氧段首段以单组算，混合液回流管设计泵房进水管设计流速采用管道过水断面积管径取泵房进水管管径DN550mm校核管道流速泵房压力出水总管设计流

16、量设计流速采用4.9二沉池1）池体计算二沉池表面面积 二沉池直径， 取D=29m沉淀部分有效水深污泥区高度a.污泥斗盖度：设池底的径向坡度为0.05，污泥斗直径=2.0m上部直径D=4.0m倾角为60，则h=tan60=1.73mV=（D+DD+D）=12.68mb.圆锥体高度：h=（D-D）/20.05=0.6mV=/12(D+DD+D)=152.76mc.竖直段污泥部分高度h污泥区高度h=h+h+h=2.74m沉淀池总高度H，设超高h=0.3m缓冲层高度h=0.5mH=h+h+h+h=6.29m2）进水系统计算. 进水管计算单池设计污水流量进水管设计流量选取管径D=500mm，. 进水竖井

17、进水竖井采用D=1.5m，出水口尺寸：0.451.5出水口共8个，沿井壁均匀分布。 水口流速 （小于1.5 符合）.稳流筒计算取筒中流速 稳流筒过流面积 稳流筒直径 3）出水部分设计1.采用单侧集水，一个总出水口集水槽宽度 取b=0.4m2.集水槽起点水深为 集水槽终点水深为 槽深均取0.8m3.采用出水90三角堰去堰上水头H1=0.05m()4. 每个三角堰流量 5.三角堰个数为n n=Q/q=243.5个 取 244个6.三角堰中心题L=3.14(D-2b)/n=3.14(40-20.5)/244=0.502m4.10液氯消毒1.设计参数，设计流量Q=1000m3/d=416.7m3/h;

18、水力停留时间T=0.5h氯库储量按15d计算，设计投氯量7mg/L2.设计计算加氯量G=0.0017416.7=2.92储氯量W=1524G=1051.2加氯机和氯瓶 采用投加量为0-20kg/h加氯机台（两用一备），轮换使用，液氯的储存选用400kg的钢瓶，共6只。加氯间和氯库 加氯间和氯库合建，加氯间布置3台加氯机，及其配套投加设备，两台水泵。氯库中6只氯瓶两排布置，两台称氯瓶质量的磅秤，为搬运方便，由设CD1-26D单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶上方并通道氯库大门外。加氯间和加氯通风设备根据加氯间氯库工艺设计，加氯间总容积氯库容积 为保证安全每小时换气8-12次。加氯间每小时换气量氯库每小

19、时换气量故加氯间选用一台T30-3通风轴流风机，配电动率0.4千瓦，并各安装一台漏率探测器，位置在室内地面以上20cm。4.11污泥浓缩池1. 设计说明：含水率，固体浓度，浓缩后污泥固体浓度为(即污泥含水率）采用重力浓缩。2. 设计计算 浓缩池面积A，浓缩污泥为剩余污泥，污泥固体通量选用 27kg/（ d） 浓缩池面积A= 取140 浓缩池直径，设计采用圆形辐流二次沉淀池： 浓缩池深度H，取T为浓缩时间=16h,则 超高： 缓冲层: 池底坡度造成的深度： 污泥斗高度：m 有效水深：浓缩池总深度：第五章 污水处理厂的布置平面布置（1）总平面布置原则本污水处理厂的平面布置包括污水处理与污泥处理构筑

20、物、水泵房、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、储沙池，以及相应的鼓风机房、变电站和加药间。辅助建筑包括办公及住宅区，检修室。各种管道包括污水管、污泥管、空气管以及电力电缆管线。 各单元处理构筑物的座数是依据设计说明书中的设计规模、平面尺寸来确定的。它们相互间的相对位置与关系，是综合考虑到运行管理的灵活性和在检修维护时的方便性来确定的，其中各种机器设备均是按最大负荷配置的，各单元构筑物的座数或分格数一般不少于两座（或两格）。 各动力或电力设施设计时一般离其主要构筑物的距离较近，如：鼓风机房设计时紧邻曝气池，而离办公区较远；加氯间由于存在一定的危险性，而设置在远离电源和火源的地方 但由于

21、厂区面积相对有限，所以总体布局较紧凑，同时，充分考虑厂区地势的坡度，处理构筑物基本上是从相对标高较高的地方向较低处而设置。总体布局中还应把绿化作为一项重要目标。（2）总平面布置结果污水由北边排水总干管截流进入，经处理后由该排水总干管和泵站排入河流。污水处理厂呈长方形，东西长380米，南北长280米。综合楼、职工宿舍及其他主要辅助建筑位于厂区东部，占地较大的水处理构筑物在厂区东部，沿流程自北向南排开，污泥处理系统在厂区的东南部。厂区主干道宽8米，两侧构（建）筑物间距不小于15米，次干道宽4米，两侧构（建）筑物间距不小于10米。高程布置及计算（1）高程布置原则本污水处理厂的平面布置包括污水处理与污

22、泥处理构筑物、水泵房、沉砂池、初沉池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、储沙池，以及相应的鼓风机房、变电站和加药间。辅助建筑包括办公及住宅区，检修室。各种管道包括污水管、污泥管、空气管以及电力电缆管线。 各单元处理构筑物的座数是依据设计说明书中的设计规模、平面尺寸来确定的。它们相互间的相对位置与关系，是综合考虑到运行管理的灵活性和在检修维护时的方便性来确定的，其中各种机器设备均是按最大负荷配置的，各单元构筑物的座数或分格数一般不少于两座（或两格）。 各动力或电力设施设计时一般离其主要构筑物的距离较近，如：鼓风机房设计时紧邻曝气池，而离办公区较远；加氯间由于存在一定的危险性，而设置在远离电源和火源的地

23、方 但由于厂区面积相对有限，所以总体布局较紧凑，同时，充分考虑厂区地势的坡度，处理构筑物基本上是从相对标高较高的地方向较低处而设置。总体布局中还应把绿化作为一项重要目标。（2）高程计算h1沿程水头损失 h1=il, i坡度 i=0.005h2局部水头损失 h2=h150% h3构筑物水头损失a.巴氏计量槽 H=0.3m巴氏计量槽标高 -1.7000mb.消毒池的相对标高排水口的相对标地面标高： 0.00m消毒池的水头损失： 0.30m消毒池相对地面标高： -1.4000mc.沉淀池高程损失计算l=40m h1=il=0.00540=0.20mh2= h150%=0.10m h3=0.45mH2

24、=h1+h2+h3=0.20+0.10+0.45=0.75m沉淀池相对地面标高 -0.6000md. A2/O反应池高程损失计算l=55m h1=il=0.00555=0.275mh2= h150%=0.1375m h3=0.60mH3=h1+h2+h3=0.275+0.1375+0.60=1.0125mA2/O反应池池相对地面标高 0.4625me.平流式沉砂池高程损失计算l=12m h1= il=0.00512=0.06mh2= h150%=0.03m h3=0.3mH4=h1+h2+h3=0.06+0.03+0.30=0.39m平流式沉砂池相对地面标高 0.8525mf.细格栅高程损失计

25、算h1= 0.30m h2= h150%=0.15mh3=0.30m H5=h1+h2+h3=0.30+0.15+0.30=0.75m细格栅相对地面标高 1.6025mg.污水提升泵高程损失计算l=5m h1= il=0.0055=0.025mh2= h150%=0.0125m h3=0.20mH6=h1+h2+h3=0.025+0.0125+0.20=0.2375m污水提升泵相对地面标高 -4.1600m第六章 构建筑物和设备一览表：序号名称规格数量设计参数主要设备1格栅LB =2.8m1.11m1座设计流量Qd=10000m3/d栅条间隙栅前水深过栅流速HG-1200回旋式机械格栅1套超声

26、波水位计2套螺旋压榨机(300)1台螺纹输送机(3001)台钢闸门(2.0X1.7m)4扇手动启闭机(5t)4台2进水泵房L B =20m 13m1座设计流量Q=616.7 m3/h单泵流量Q= 350m3/h设计扬程H=6mH2O选泵扬程H= 7.22mH2O1mH2O=9800 Pa螺旋泵(1500mm,N60kw) 5台，4用1备钢闸门（2.0mX2.0m）5扇手动启闭机（5t）5台手动单梁悬挂式起重机（2t，Lk4m）1台3平流沉砂池LBH=7.5m1.3m1.21m1座设计流量Q616.7 m3/h水平流速v= 0.25m/s有效水深H1=0.6m停留时间T= 50 S砂水分离器（0

27、.5m）2台4平流式初沉池LBH=27m13.3m7.49m3座设计流量Q= 616.7 m3/h表面负荷q= 2.0m3/(m2h)停留时间T= 2.0 d全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, N0.55X2kW) 2台撇渣斗4个5生化反应池LBH =23m7m4.0m2座BOD为100，经初沉池处理，降低25%罗茨鼓风机（TSO-150，Qa15.9m3/min, P19.6kPa,N11kw）3台消声器6个6辐流式二沉池DH=29m6.29m2座设计流量Q= 616.7m3/h表面负荷q= 1.5m3/(m2h)固体负荷qs= 144192 kgSS/(m2d)停留时间T=

28、2.5 h池边水深H1=2 m全桥式刮吸泥机(桥长40m,线速度3m/min, N0.55X2kW) 2台撇渣斗4个出水堰板1520mX2.0m导流群板560mX0.6m7接触消毒池LBH=32.4m3.6m3m1座设计流量Q=616.7m3/h停留时间T= 0.5 h有效水深H1=2 m注水泵（Q36 m3/h ）2台8加氯间LB=12m9m1座投氯量 250 kg/d氯库贮氯量按15d计T303通风轴流风机1台漏氯挥测器1台9回流及剩余污泥泵房(合建式)LB=10m5m1座无堵塞潜水式回流污泥泵2台钢闸门(2.0X2.0m)2扇手动单梁悬挂式起重机(2t)1台套筒阀DN800mm, 150

29、0mm 2个电动启闭机（1.0t）2台手动启闭机（5.0t）2台无堵塞潜水式剩余污泥泵3台第七章 工程投资估算（一）土建造价表2.1 土建详细列表编号名 称结构尺寸单位数量单价(万元)造价(万元)1管道DN400 DN900 m65530.05327.652氧化沟8342m311001003接触池21.64.83.3m3120204浓缩池623.6m311010小 计457.65（万元）(二)设备造价表2.2 设备详细列表编号名 称型号单位数量单价(万元)功率(kw)造价(万元)1曝气机DS285个930372702压滤机DYQ-1000B台2103203潜水推进器个180.335.44水泵2

30、50WD台21325电动葫芦TVH台20.50.316潜水排污泵AS30-2CB台60.52.93小 计301.4 （万元）(三)其它费用表2.3序号项目投资费用(万元)备注1设计及技术费37.955%2调试费30.364%3培训费22.773%4运输及安装费75.9110%5不可预见费37.955%小 计204.9427%(四)工程总造价工程总投资：土建投资+设备投资+其它费用=963.99（万元）污水站吨水投资：工程总投资/日处理污水量=963.9910000/10000=963.99（元/ m3 污水天）二、 运行费用估算(1)人员编制：8 人25 元/人天2000 元/天人工费2000

31、/ 10000 =0.2 元/吨污水天(2)能耗(电费)：49.224小时0.8元/ kwh =1180.8元/天=0.12 元/吨污水天(3)药剂费：0.3 元/吨污水天污水站运行成本：0.2+0.12+0.3 = 0.62 元/吨污水污水站吨水投资：964.61 元/ m3 污水天污水站运行成本：0.62 元/ m3 污水天参考资料1. 排水工程2. 给水排水设计手册第一、五、十、十一册3. 室外排水设计规范（GB 500142006） 4 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）5 崔玉川 等编， 城市污水处理厂处理设施设计计算，化工出版社，20046 孙力平 等编，污水处理新工艺与设计计算实例，科学出版社，20017 张志刚 等编，给水排水工程专业课程设计，化学工业出版社，2004